EP2266385A1 - Landwirtschaftliche Maschine mit einem Förderwerk und einem Fremdkörperdetektor - Google Patents

Landwirtschaftliche Maschine mit einem Förderwerk und einem Fremdkörperdetektor Download PDF

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EP2266385A1
EP2266385A1 EP10006512A EP10006512A EP2266385A1 EP 2266385 A1 EP2266385 A1 EP 2266385A1 EP 10006512 A EP10006512 A EP 10006512A EP 10006512 A EP10006512 A EP 10006512A EP 2266385 A1 EP2266385 A1 EP 2266385A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
compensation
information
conveyor
normalization
Prior art date
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Granted
Application number
EP10006512A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2266385B1 (de
Inventor
Sascha Pflanze
Jürgen Prenzler
Hans Rauch
Klaus Schulze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Claas Saulgau GmbH
Original Assignee
Claas Saulgau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Claas Saulgau GmbH filed Critical Claas Saulgau GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP2266385B1 publication Critical patent/EP2266385B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D75/00—Accessories for harvesters or mowers
    • A01D75/18—Safety devices for parts of the machines
    • A01D75/187—Removing foreign objects

Definitions

  • the invention relates to an agricultural machine, in particular forage harvester or the like, with a conveyor for transporting crop and with a foreign body detector, in particular metal detector, for detecting foreign body information of a foreign body in the crop and superimposed fault information according to the preamble of claim 1 and a corresponding method according to the preamble of claim 13.
  • Previous compensation methods in agricultural machines each use the values of the previous revolution determined by the metal detector for their metal detectors for filtering out cyclic interference voltages and subtract these from the currently determined values.
  • the method is only suitable for processes in which the speed remains relatively constant. For the start of the feed rollers or for rapid dynamic speed changes during operation, this method is not suitable.
  • a metal infeed can lead to a great deal of damage to the shredder, forcing immediate demolition and a very expensive repair.
  • the object of the invention is in contrast to propose an agricultural machine, in particular forage harvester or the like, and a method for operating an agricultural machine with a foreign body detector, which ensures a higher reliability, especially when changing the conveying speed and / or speed or at a positive or negative acceleration of the conveyor.
  • an agricultural machine is characterized in that the compensation memory is designed as a speed memory for storing the compensation information with an associated conveying speed and / or rotational speed of the conveyor.
  • Speed of the conveyor can during operation, d. H. when conveying or processing of crop, even during acceleration processes or changes in the conveying speed and / or speed of the conveyor a very high sensitivity of the foreign body detector and thus reliability can be achieved.
  • the compensation with the stored compensation information and thus fault information as a function of the conveying speed and / or rotational speed of the conveyor according to the invention leads to a particularly high sensitivity of the foreign body detector not only during acceleration processes but also under constant operating conditions.
  • a sensitivity of the foreign body detector which is quite comparable to the sensitivity of foreign body detectors at a constant conveying speed and / or speed of the conveyor according to the prior art. Accordingly, for acceleration operations, a change of threshold values at which the foreign body detector strikes may be omitted or only slightly changed. That is, at a threshold at which a foreign body detected and appropriate measures such. B. signaling and stop the conveyor is triggered or done.
  • the compensation memory or speed memory is designed according to the invention as a non-volatile or permanent or semi-permanent memory.
  • a non-volatile memory or permanent or semi-permanent memory is understood in particular a memory for storing digital or electronic information according to the invention. In this case, the information is normally not lost, especially after switching off an electrical power supply or the like.
  • non-volatile memory or permanent or semi-permanent memory ROM, PROM, EPROM, EEPROM, flash EEPROM, that is u. a. USB flash drive or similar, FRAM, MRAM, face change RAM, memory card, flash memory, magnetic tape, hard disk, floppy disk, CD, DVD or the like.
  • the compensation information which are linked to the conveying speed and / or speed of the conveyor, d. H.
  • These correspondingly assigned information is hereby stored according to the invention, stored permanently and unchangeable or replayable.
  • these can then be read or used for the compensation of the disturbance information.
  • At least one position or Position sensor for detecting the position of the conveyor provided.
  • the exact position or position of the conveyor can be detected in an advantageous manner.
  • the clutter information depends on the position or position of the conveyor.
  • the fault information and / or compensation information according to the invention can be assigned and stored in an advantageous manner completely and / or regionally depending on the position or position of the conveyor or individual areas and / or the shell or periphery of the conveyor.
  • the compensation memory is a position memory for storing the compensation information with the assigned position of the conveyor. It has been shown that (cyclic) fault information can be assigned to specific locations or positions of the conveyor. According to this advantageous variant of the invention, the compensation information can be stored as a function of the corresponding position and compensated in an advantageous manner with Radiostörm or actual Störm especially with the associated conveying speed and / or speed of the conveyor according to the invention or compared / charged.
  • the fault information can be assigned in operation to a corresponding position of the conveyor and this with the stored compensation information at appropriate, d. H. Above all, almost identical position, can be compensated or comparable / accountable. As a result, a particularly high quality of the compensation can be achieved, so that the foreign body detector has a very high sensitivity and reliability.
  • the compensation information in a normalization phase detected normalization noise with an associated conveying speed and / or speed of the conveyor.
  • the detection of the compensation information in a normalization phase in the form of normalization-Störrion with associated conveying speed and / or speed of the conveyor, in the crop as possible no crop and thus also no foreign body or metal element can be conveyed from the conveyor ensures that essentially only disturbances or fault information of the conveyor or the agricultural machine detected and stored in an advantageous manner according to the invention in the compensation memory or speed memory or position memory.
  • This "background” or “pure” fault information of the conveyor or the agricultural machine can then according to the invention in (harvest) operation, ie when transporting crop, advantageously used for compensation or for comparison or calculation or be used.
  • the normalization phase d. H. Also referred to as a so-called “learning phase”, manually or (semi-) automated, for example, the manufacturer before delivery to the customer in the factory and / or the user of the agricultural machine according to the invention before harvesting, possibly even before each harvest of an agricultural Field, perform.
  • the normalization phase takes place almost automatically by actuating a switch or the like, ie, for example, that the disturbance information is detected at a predetermined or specific conveying speed and / or rotational speed of the conveyor and stored in an advantageous manner according to the invention.
  • This can be done for example for a single compensation conveying speed and / or rotational speed of the conveyor or for several conveying speeds and / or speeds.
  • noise information or compensation information for a plurality of conveyor speeds and / or speeds of the conveyor are added, the z. B. evenly over the speed range or counsel Eck Ecks Kunststoff the conveyor are distributed.
  • the recording of disturbance information or compensation information takes place at speeds of the conveyor of 50, 100, 150, 200 and 250 revolutions per minute (rpm), for example, continuously up to the maximum speed of the conveyor.
  • the normalization disturbance information is stored unchanged in the compensation memory. This ensures that the compensation information remains unchanged with associated conveying speed and / or speed of the conveyor at least within a working phase, which is at least one harvest phase of the agricultural machine.
  • the normalization fault information is changed or overwritten after a few work assignments and / or weeks or months.
  • the conveyor or the conveyor roller is gradually impaired or dented, as a result of which the interfering information of the conveyor system changes somewhat. This is also an advantage when replacing components or (spare) parts.
  • the normalization noise information according to the invention provides a kind of image of the "background noise” or “Background noise”, which is essentially unchanged, but may have some change at longer intervals due to deterioration of the conveyor or agricultural machinery. This is accommodated by an appropriate adaptation of the normalization-disturbing information due to the operation of the agricultural machine at advantageous time intervals or regular time intervals.
  • the speed memory comprises at least first normalization fault information with assigned first conveying speed and / or first speed as well as second normalizing fault information with assigned second conveying speed and / or second speed of the conveyor.
  • the speed sections preferably have different compensation information and / or normalization fault information with assigned different conveyor speed and / or speed.
  • first position information is associated with the first normalization interference information and second position information with the second normalization interference information.
  • first position information is associated with the first normalization interference information and second position information with the second normalization interference information.
  • it is advantageous for example in the case of a rotating conveyor, to divide a full revolution, ie 360 °, into different sections or areas.
  • 10, 20, 25, 40 or 50 sections can be provided, which are assigned to a respective position of the conveyor.
  • the compensation information or normalization fault information can advantageously be assigned to the corresponding sections or circumferential regions, ie angular positions of the conveyor, and advantageously stored in accordance with the invention.
  • an acceleration sensor or a device for detecting an acceleration or an acceleration phase of the conveyor is provided. This ensures that it is advantageously possible to differentiate between an acceleration phase and a largely constant operation of the conveyor in order, if appropriate, to use different compensation methods / techniques for the different phases.
  • the method according to the invention or the use of the compensation information stored in the speed memory with assigned conveying speed and / or rotational speed of the conveyor and / or position of the conveyor both in an acceleration phase and in a largely constant conveying phase of the conveyor is used for compensating. That is, the compensation information stored according to the invention with associated speed / speed are always used and thus in almost no case (except possibly in case of an emergency speed memory) compensation according to the above-mentioned prior art performed even at approximately constant operation of the conveyor.
  • the compensation unit is designed such that, at least within the acceleration phase of the conveyor, the noise information is at least partially compensated with the normalization noise information.
  • the noise information is at least partially compensated with the normalization noise information.
  • the sensitivity is high not only in static operation, but also in an accelerating or braking mode of operation of the conveyor. This is especially important when starting the conveyor or cutting unit of a forage harvester, which is, for example, after only three quarters of a revolution at maximum speed of almost 400 revolutions per minute.
  • the compensation unit has at least one displacement unit for shifting the position or the angular positions of the compensation information by an advantageous (angular) position or position difference.
  • a rotating conveyor such as a conveyor roller for a chopper of a forage harvester divided into several segments or angle sections and corresponding compensation information segment wise or partially detected or stored or used and compensated in an advantageous manner. It has been shown that with increasing conveying speed or speed of the conveyor, a shift of the disturbance information occurs. With the aid of the aforementioned measure, it is now achieved that this displacement in and / or against the conveying direction of the conveyor or on the lateral surface of the conveyor by shifting the compensation information or the normalization-Störrion by an advantageous position difference, i.
  • the compensation unit preferably has at least one value change unit for changing the value size of the compensation information and / or normalization fault information. It has also been shown that with increasing conveying speed and / or speed of the conveyor not only a corresponding displacement of the disturbance information occurs, but also a change in the amplitude or the value size of the disturbance information during operation or the actual disturbance information. With the aid of the advantageous value change unit, it is now achieved that an adaptation of the value / the size / the amplitude of the compensation information to the changing size of the actual interference information during operation ensures improved compensation. This ensures that an improved Compensation is achieved by a greater match of the advantageously adjusted, stored compensation information or normalization-disturbance information with the disturbance information during operation or actual disturbance information.
  • Incremental encoders or position encoders or the like can be used to detect the position or position of the conveyor.
  • Incremental encoders with Hall elements or the like are preferably used, since these are relatively insensitive to interference, especially in applications such as in agriculture with a lot of dust etc.
  • optical position encoders such as light barrier systems, for example with light-emitting diodes / infrared light-emitting diodes or the like as well as with photocells, may also be provided.
  • both digital and analog incremental encoders or position encoders can be used.
  • an A / D converter or the like can be used for the further processing of corresponding analog signals, so that a digital storage can be provided in an advantageous manner.
  • an electronic control unit or an electronic processor or the like for processing the stored and continuously obtained during operation information is beneficial.
  • the electronic control unit advantageously performs the electronic compensation, ie the corresponding calculations / comparisons.
  • the aforementioned reduction in sensitivity referred to herein as a reduction in sensitivity
  • an inventive method also referred to as so-called “dynamic compensation” used. This method allows the maintenance of the full sensitivity of a metal detector even with dynamic speed changes of the conveyor or the drive.
  • the drive of the feed rollers of a forage harvester in which a metal detector is integrated it is possible to maintain the sensitivity of this metal detector without sacrificing the resolution quality with actually significant and significant interfering signals during the acceleration phase or at rapid speed changes due to different crop flows receive.
  • the inventive method provides in particular that at least one compensation information, d. H.
  • a so-called "learning curve” is stored and preferably the exact position of the cyclic process can be determined
  • a so-called “learning curve” is stored and preferably the exact position of the cyclic process can be determined
  • a so-called “learning curve” is stored and preferably the exact position of the cyclic process can be determined
  • dn / dt or a speed gradient By determining an acceleration or differential speed dn / dt or a speed gradient, compensation takes place with fast speed changes using the normalization or learning curve values.
  • These learning curve values are adjusted in accordance with the currently present rotational speed in the instantaneous phase and in the amplitude If this speed change phase is ended, for example, the normal compensation is automatically switched over with the aid of the previous revolution of the feed roller, as already carried out according to the prior art mentioned at the outset becomes.
  • the inventive method can be at full metal detector sensitivity of the entry of the machine in Operation can be set and the speed of the rollers are changed quickly during operation, without receiving a stop false trip. This also makes it possible to use less expensive and therefore less high-quality antimagnetic steel for the elements in the area of the metal detector.
  • the fault values of the previous revolution are stored only briefly, but without an assigned / associated speed, and subtracted from the current fault values (without knowledge or without detection of the rotational speed) with exact position. The result of this subtraction is then almost zero.
  • the result of the subtraction is formed as an unsigned amount. This only requires a threshold value for the stop triggering whose value does not include an offset.
  • the out-of-phase subtraction method registers each external disturbance twice. Once the fault is visible in real time directly on the occurrence and once as an echo in the following revolution in the compensation result.
  • the metal detector includes, inter alia, a microprocessor which, for example by means of an A / D converter, the (analog) information or voltages of the Digitized detector coils. Also, according to the invention in a electronic unit, a non-volatile memory is present, the necessary information / parameter (semi-) can permanently store.
  • FIG. 1 During operation of the metal detector in the microprocessor of the metal detector runs in FIG. 1 recorded logic principle.
  • a position sensor 100 feeds its information 101 into the microprocessor 102.
  • This microprocessor 102 also performs the word-leading 103 logical decisions and actions 104-115
  • the starting values 109 required for a subsequent start-up of the roller are advantageously loaded from the integrated read-only memory 107. Activation of the dynamic compensation 114 is initiated by the signal 109.
  • the test 108 in particular follows as to whether the roll is being accelerated.
  • the thus determined acceleration dn / dt will indicate a speed increase for a positive value and a speed reduction for a negative value. If the acceleration dn / dt exceeds a defined positive or negative threshold value, the dynamic compensation 114 is initiated via the signal 109.
  • this threshold is not exceeded 110 in 108, then advantageously follows the next check 111, whether z. B. the dynamic compensation is already active. Dynamic compensation continues after activation for a defined number of positions. If this number of positions has not yet been reached, the dynamic compensation is thus still active, then the jump 109 immediately follows again to the dynamic compensation 114.
  • the static compensation 113 of the interference voltages is activated by means of the signal 112 as in the prior art.
  • the signal 115 activates a re-evaluation of the position sensor signal in 101.
  • FIG. 2 is shown schematically the logical sequence of a possible example for determining the acceleration dn / dt.
  • the position sensor 200 notifies the processor in the metal detector of a new position value 201, the following process preferably proceeds.
  • the last determined time difference PosTime between two consecutive positions is stored as PosTimeOld.
  • the current position time is read from a timer of the processor 204 as a new PosTime.
  • PosTimeSum [0] the sum of the two last position times is formed 206 and as element PosTimeSum [0] in a stack memory (FIFO principle) for z. For example, 20 elements (PosTimeSum [0] ... PosTimeSum [19]) are stored.
  • PosTimeSum [0] a stack memory (FIFO principle) for z.
  • the new element PosTimeSum [0] in the stack, all elements of this memory are shifted by one position, for example, and the last element PosTimeSum [19] drops out.
  • This summation of the current and the previous position time adds an even number to an odd value. This significantly reduces the error spread of the position time value.
  • the quotient PosTimeQuot is determined in 208, which represents the reference quantity for the acceleration of the rotational speed.
  • the last item from the previously updated stack 206 PosTimeSum [19] multiplied by 32 and divided by the current value PosTimeSum [0].
  • This procedure advantageously avoids floating-point numbers in the microprocessor and thus saves valuable computing time.
  • the geometric rotation angle difference of the roller in the quotient formation between the two calculated position times (PosTimeSum [19] to PosTimeSum [0]) is about 0.4 revolutions at 48 positions per roller circumference. At constant speed, the acceleration is zero and the result PosTimeQuot 209 will be 32.
  • the evaluation 210 of the determined quotient 209. is preferably compared with the limit values DynGradientPositive and DynGradientNegativ, including the offset value of 32. These limits specify at which acceleration value the dynamic compensation starts. If one of these limit values is exceeded in 210, the dynamic compensation 218 for a specific position number 216 is activated by means of the signal 215. In 216, the variable Still is described with a fixed value Stillvalue, which indicates the number of positions for the duration of the dynamic compensation phase. Via the signal 213, the dynamic compensation 218 is now activated. If a dynamic compensation phase is already running, the variable Still is again set to the initial value Stillvalue and the duration of the dynamic compensation is extended accordingly.
  • DynGradientPositive and DynGradientNegativ including the offset value of 32.
  • An essential part of the invention is, inter alia, the speed-accurate storage of a so-called “learning curve” or the normalization information and the setting of speed ranges, in which z. B. firmly defined phase and amplitude values apply.
  • this correction value is subtracted from the currently measured coil signal of the metal detector in the same way as the static compensation. With static compensation, this correction value results from the cached values of the previous revolution of the roller. In the case of dynamic compensation, on the other hand, this correction value is calculated from a permanently stored "learning curve". In this case, in accordance with the currently present rotational speed, this "learning curve" can be adapted in phase and / or amplitude in an advantageous variant of the invention.
  • phase shift and / or the change in amplitude over a wide speed range physical effects, such as in the demagnetization and demagnetization of magnetizable sturgeon islands of Wirbelstromeff ekten and by the frequency responses of the detector system of coils and preamplifier, etc.
  • the changes of Phase (position) and / or the amplitude (value size) of disturbance information / signals are, inter alia, in FIG. 5 recognizable for five different speeds, z. B. the wandering of the vertices of the different curves in both the height (amplitude) and in the position / position (phase).
  • the position of the learning curve selected in its speed point decides z. B. significantly on the quality of the interference reduction in the dynamic compensation method. Conveniently, this (a) learning curve z. B. added approximately in the middle of the working speed range of the roller.
  • the recording of the learning curve is preferably carried out at a well-defined compensation speed nk.
  • a special software tool is z. B. the stop release of the metal detector for a short time deactivated to be able to set the required compensation speed of the roller safely. Thereafter, z. B. by software command the start to resistant storing the recorded disturbance values for exactly one rotation. Following this, z. B. the stop release of the Netalldetektor re-activated.
  • a positive phase shift of +1 means that at the current position n, the learning curve value of the position n + 1 is compensated.
  • a negative phase shift of -1 thus means that for compensation the learning curve value of the position n-1 is used, in each case advantageously with a possibly different amplitude adaptation. For example, at the edges of the "envelope", i. Very low or very high speeds, a compensation for the amplitude of only 30% of the original amplitude value of the "learning curve" used.
  • the method according to the invention can generally also be used in an advantageous manner.
  • the compensation result is slightly worse than at positive speeds. If a second compensation spectrum is learned with a learning curve at negative speed nkneg and compensated with these values of the spectrum, the same good results as with positive speed are achieved. Due to the limited speed range during reversing, these results are even better.
  • FIG. 4 A detailed logic signal flow diagram for exemplary dynamic compensation is shown. Starting from an activation 213, 400 of the dynamic compensation 218, 401, corresponding to FIG. 2 and the FIG. 4 , a cycle for dynamic compensation is started 402.
  • the learning curve is read out 403 from the resistant memory and provided 404 for further calculation.
  • z For example, the position time PosTimeSum [0], which is already in 206 ( FIG. 2 405, 406).
  • the specified corner time ranges eg between 304 and 305
  • the position time PosTimeSum [0] 405 in 407 z. B. associated 408 the corresponding phase and amplitude parameters.
  • This compensation value is z.
  • A_NoiseOld which is also used in static compensation. In this case, however, it is not assigned to the value lying back one revolution, but the z.
  • phase position shifted and amplitude adjusted learning value 404 is used 410.
  • Digitalization related offset is also considered in this formula 409.
  • the current coil voltage A_Coil of the metal detector is measured 411 and digitized 412.
  • the actual compensation 413 by the magnitude subtraction of the compensation value A-NoiseOld from the current coil value A_Coil to the compensation result A_CompRes 414.
  • This compensation result A_CompRes (414) is z. B. 415 compared with the current stop threshold. If the compensation result exceeds this stop threshold 416, the entry of the machine is stopped immediately 418. If this is not the case 417, then z B is the duration of the dynamic Compensation, as a number of positions Still, decreased by a counter 419 and the query of the position sensor activated (115 in FIG. 1 , 420).
  • FIG. 5 another embodiment is shown.
  • this stored compensation information or normalization disturbance information is compensated for the corresponding actual curve at corresponding actual rotational speeds of the conveyor or the conveyor roller.
  • This second compensation curve is used for the range of, for example, 31 to 60 rpm.
  • a high sensitivity or operational reliability can thus be realized not only in static operation but also in dynamic or accelerating operation and also in reverse operation of the conveyor, without a change in the response thresholds of the foreign body detector is necessary.
  • FIG. 7 Let the principle of the compensation according to the invention again briefly summarized represent.
  • FIG. 6 is a graphic for a further embodiment shown, which in principle about FIG. 3 corresponds, ie in which the maximum correction error in so-called "digit units" over the speed of the feed roller are shown.
  • two stored compensation curves are used.
  • the third dotted Q-curve shown between these two Q and Fault curves provides one (minus) two positions (out of a total of 25 circumferentially spaced positions ) shifted and an amplitude change by a factor of 1,125 adjusted compensation.
  • the change of compensation from the first solid curve occurs at a speed of about 155 rpm and the change from the second to the third dashed curve according to FIG. 6 occurs at about a speed of about 200 rpm.
  • a maximum compensation error of about 60 digit units over the largest part of the speed range of the feed roller can be realized. This corresponds approximately to a six-fold improvement over the prior art in accelerated operation.
  • the maximum possible compensation error reduces (ie the intersections in a representation corresponding to the Figures 3 or 6 ) the greater the number of stored or stored compensation curves with associated speed.
  • the recording or recording and storing the advantageous compensation curves with associated speed ie the normalization or "learning", on the one hand by the manufacturer z. B. in the factory or workshop possibly (semi-) manually or else can be carried out largely automated by the user to the other.
  • the conveyor idle (without crop in the machine) the respective predetermined speeds gradually "anary", ie shortly z. B. ramped up to 120 U / min and briefly during normalization or Storage constantly rotates, and this receives the corresponding compensation information / curve and stores according to the invention with the associated speed. Then the conveyor automatically moves to another speed, z. B. 250 U / min (see Ex FIG. 6 ), and in turn stores the corresponding compensation information / curve for that speed according to the invention. This may be for the compensation needed / used previously stored information or values in an advantageous manner dubbed or overwritten.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Control Of Conveyors (AREA)

Abstract

Es wird eine landwirtschaftliche Maschine, insbesondere Feldhäcksler oder dergleichen, mit einem Förderwerk zum Befördern von Erntegut und mit einem Fremdkörperdetektor, insbesondere Metalldetektor, zum Erfassen von Fremdkörperinformationen eines Fremdkörpers, insbesondere Metallelementes, im Erntegut und von überlagerten Störinformationen, wobei der Fremdkörperdetektor wenigstens eine Kompensationseinheit zum wenigstens teilweisen Kompensieren der Störinformationen mit Hilfe von Kompensationsinformationen umfasst, wobei wenigstens ein Kompensationsspeicher zum Speichern der Kompensationsinformationen vorgesehen ist, wobei ein Geschwindigkeitssensor zum Erfassen der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks vorgesehen ist, vorgeschlagen, die/das eine höhere Betriebssicherheit gewährleistet, insbesondere auch bei einer Änderung der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl bzw. bei einer positiven oder negativen Beschleunigung des Förderwerks. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Kompensationsspeicher ein Geschwindigkeitsspeicher zum Speichern der Kompensationsinformationen mit einer zugeordneten Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine landwirtschaftliche Maschine, insbesondere Feldhäcksler oder dergleichen, mit einem Förderwerk zum Befördern von Erntegut und mit einem Fremdkörperdetektor, insbesondere Metalldetektor, zum Erfassen von Fremdkörperinformationen eines Fremdkörpers im Erntegut und von überlagerten Störinformationen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein entsprechendes Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
    • Stand der Technik
  • Bisherige Kompensationsverfahren bei landwirtschaftlichen Maschinen wie Feldhäckslern oder dergleichen verwenden für ihre Metalldetektoren zur Ausfilterung von zyklischen Störspannungen jeweils die vom Metalldetektor ermittelten Werte der vorherigen Umdrehung und subtrahieren diese von den aktuell ermittelten Werten. Das Verfahren eignet sich nur für Vorgänge, bei denen die Drehzahl relativ konstant bleibt. Für den Anlauf der Einzugswalzen oder bei schnellen dynamischen Drehzahländerungen während des Betriebes eignet sich dieses Verfahren nicht.
  • In der US 138 985 wird ein Verfahren beschrieben, in dem sich zyklisch wiederholende Störspannungen durch analoge sowie digitale Subtraktion reduzieren lassen. Dadurch werden die Empfindlichkeit und die Zuverlässigkeit eines Metalldetektors verbessert. Der große Nachteil dieses Verfahrens ist, dass bei dynamischen Drehzahländerungen, wie zum Beispiel beim , Einschalten des Antriebes oder bei schnellen Drehzahländerungen während des Betriebes, dieses Verfahren ebenso versagt. In der US 138 985 wird eine Selbstauslösung des Metalldetektors bei diesen Betriebsbedingungen durch eine starke Reduzierung der Detektorempfindlichkeit verhindert, wodurch jedoch gegebenenfalls kleinere Fremdkörper bzw. Metallstücke nicht mehr erfasst werden und es zu Beschädigungen kommen kann.
  • In den US 5 600 941 und der US 5 600 942 wird ein Verfahren beschrieben, welches eine Detektorempfindlichkeitsreduzierung automatisch regelt. In den Phasen des Anlaufes oder bei schnellen Drehzahländerungen wird dabei die Empfindlichkeit kurzfristig herabgeregelt, was ebenfalls zu einer erhöhten Störanfälligkeit der Maschine infolge eines möglichen Metalleinzuges in dieser Phase führt.
  • Beispielsweise bei Feldhäckslern kann ein Metalleinzug zu einem ausgesprochen großen Schaden am Häckselwerk führen, der zum sofortigen Arbeitsabbruch und zu einer sehr teuren Reparatur zwingt.
    • Aufgabe und Vorteile der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine landwirtschaftliche Maschine, insbesondere Feldhäcksler oder dergleichen, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine mit einem Fremdkörperdetektor vorzuschlagen, die/das eine höhere Betriebssicherheit gewährleistet, insbesondere bei einer Änderung der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl bzw. bei einer positiven oder negativen Beschleunigung des Förderwerks.
  • Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer landwirtschaftlichen Maschine bzw. einem entsprechenden Verfahren der einleitend genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 13 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
  • Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße landwirtschaftliche Maschine dadurch aus, dass der Kompensationsspeicher als ein Geschwindigkeitsspeicher zum Speichern der Kompensationsinformation mit einer zugeordneten Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks ausgebildet ist.
  • Mit Hilfe einer derart vorteilhaften Zuordnung der Kompensationsinformation zu einer Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks wird gemäß der Erfindung ermöglicht, dass im Betrieb beispielsweise Ist-Störinformationen bei einer bestimmten bzw. aktuellen Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks in vorteilhafter Weise mit den gemäß der Erfindung im Geschwindigkeitsspeicher gespeicherten Kompensationsinformationen bei der gleichen oder bei einer ähnlichen bzw. entsprechenden Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks kompensierbar sind. Das bedeutet, dass die abgespeicherten Kompensationsinformationen mit zugeordneter bzw. zugehöriger, d.h. mit vorteilhaft verknüpfter Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks als Soll-Störinformationen verwendet werden können, mit denen die im Erntebetrieb auftretenden Ist-Störinformationen kompensierbar sind bzw. verglichen bzw. verrechnet/subtrahiert werden können.
  • Es hat sich in ersten Versuchen gezeigt, dass eine Zuordnung der Störinformationen des Förderwerks bzw. der landwirtschaftlichen Maschine oder deren verschiedenster Komponenten abhängig von der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks sind und sich bei unterschiedlichsten Fördergeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen zum Teil deutlich unterscheiden. Durch das Erfassen und Abspeichern dieser unterschiedlichsten Störinformationen für die Kompensation und vor allem durch deren erfindungsgemäße Verknüpfung bzw. Zuordnung zur/mit der jeweiligen Fördergeschwindigkeit bzw.
  • Drehzahl des Förderwerks kann im Betrieb, d. h. beim Fördern bzw. Verarbeiten von Erntegut, selbst bei Beschleunigungsvorgängen bzw. Änderungen der Fördergeschwindigkeit und/oder.Drehzahl des Förderwerks eine ausgesprochen hohe Empfindlichkeit des Fremdkörperdetektors und somit Betriebssicherheit erreicht werden.
  • Dies kommt vor allem dadurch zustande, dass auch bei Beschleunigungsvorgängen diesen zu jedem Zeitpunkt eine bestimmte Geschwindigkeit bzw. Drehzahl zuordenbar ist. Diese kann dann in vorteilhafter Weise (als Ist-Drehzahl bzw. Ist-Geschwindigkeit) für die Kompensation verwendet werden. Das heißt, diese Geschwindigkeit bzw. Drehzahl mit den zugehörigen Ist-Störinformationen wird in vorteilhafter Weise für die Kompensation mit den abgespeicherten Soll-Störinformationen mit entsprechender, gespeicherter (Soll-)Drehzahl bzw. Geschwindigkeit gemäß der Erfindung verwendet.
  • Die Kompensation mit den abgespeicherten Kompensationsinformationen und somit Störinformationen in Abhängigkeit der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks gemäß der Erfindung führt zu einer besonders hohen Empfindlichkeit des Fremdkörperdetektors nicht nur bei Beschleunigungsvorgängen, sondern auch bei konstanten Betriebsbedingungen.
  • Beispielsweise bei Anfahr- oder Bremsvorgängen des Förderwerks kann gemäß der Erfindung eine Empfindlichkeit des Fremdkörperdetektors erreicht werden, die durchaus vergleichbar ist mit der Empfindlichkeit von Fremdköperdetektoren bei konstanter Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks gemäß dem Stand der Technik. Demzufolge kann für Beschleunigungsvorgänge gegebenenfalls eine Änderung von Schwellwerten, bei denen der Fremdkörperdetektor anschlägt, entfallen oder nur unwesentlich verändert werden. Das heißt bei einem Schwellwert, bei dem ein Fremdkörper erfasst und entsprechende Maßnahmen wie z. B. Signalisierung und Stopp des Förderwerks ausgelöst wird bzw. erfolgt.
  • Vorzugsweise ist der Kompensationsspeicher bzw. Geschwindigkeitsspeicher gemäß der Erfindung als nicht-flüchtiger bzw. permanenter oder semipermanenter Speicher ausgebildet. Als nicht-flüchtiger Speicher bzw. permanenter oder semipermanenter Speicher wird insbesondere ein Speicher zur Speicherung digitaler bzw. elektronischer Informationen gemäß der Erfindung verstanden. Hierbei gehen die Information im Normalfall nicht verloren, insbesondere auch nach dem Abschalten einer elektrischen Energieversorgung oder dergleichen.
  • Beispielsweise sind nachfolgend (unvollständig) aufgelistete und derzeit als nicht-flüchtige Speicher bzw. permanente oder semipermanente Speicher im Einsatz: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash-EEPROM, das heißt u. a. USB-Stick oder dergleichen, FRAM, MRAM, Face Change RAM, Speicherkarte, Flash-Speicher, Magnetband, Festplatte, Diskette, CD, DVD oder dergleichen. Hiermit können gemäß der Erfindung die Kompensationsinformationen, die mit der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks verknüpft sind, d. h. auch diese entsprechend zugeordneten Informationen werden gemäß der Erfindung hiermit gespeichert, dauerhaft und unveränderbar oder überspielbar abgespeichert werden. Vorteilhafterweise können diese dann für die Kompensation der Störinformationen ausgelesen bzw. verwendet werden.
  • Grundsätzlich ist denkbar, entsprechende Informationen, insbesondere die Kompensationsinformation sowie die Informationen bezüglich der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks, analog und/oder digital abzuspeichern, insbesondere elektronisch, magnetisch oder optisch vor allem mit den zuvor genannten Speichern.
  • Vorzugsweise ist wenigstens ein Positions- bzw.
    Stellungssensor zum Erfassen der Stellung des Förderwerks vorgesehen. Hiermit kann die genaue Position bzw. Stellung des Förderwerks in vorteilhafter Weise erfasst werden. Es hat sich gezeigt, dass die Störinformatlonen abhänglg von der Position bzw. Stellung des Förderwerks sind. Dementsprechend können die Störinformationen und/oder Kompensationsinformationen gemäß der Erfindung in Abhängigkeit von der Position bzw. Stellung des Förderwerks bzw. einzelner Bereiche und/oder des Mantels oder Umfangs des Förderwerks in vorteilhafter Weise vollständig und/oder bereichsweise zugeordnet und abgespeichert werden.
  • Vorteilhafterweise ist der Kompensationsspeicher ein Stellungsspeicher zum Speichern der Kompensationsinformationen mit der zugeordneten Stellung des Förderwerks. Es hat sich gezeigt, dass (zyklische) Störinformationen konkreten Stellen bzw. Positionen des Förderwerks zuzuordnen sind. Gemäß dieser vorteilhaften Variante der Erfindung können die Kompensationsinformationen in Abhängigkeit der entsprechenden Stellung abgespeichert und in vorteilhafter Weise mit Betriebsstörinformationen bzw. Ist-Störinformationen vor allem auch mit der zugeordneten Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks gemäß der Erfindung kompensiert bzw. verglichen/verrechnet werden.
  • Das bedeutet, dass die Störinformationen im Betrieb einer entsprechenden Stellung des Förderwerks zugeordnet werden können und diese mit den abgespeicherten Kompensationsinformationen bei entsprechender, d. h. vor allem nahezu identischer Stellung, kompensierbar bzw. vergleichbar/verrechenbar sind. Hierdurch wird eine besonders hohe Qualität der Kompensation erreichbar, so dass der Fremdkörperdetektor eine ausgesprochen hohe Empfindlichkeit und Betriebssicherheit aufweist.
  • In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung sind die Kompensationsinformationen in einer Normierungsphase erfasste Normierungsstörinformationen mit einer zugeordneten Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks. Die Erfassung der Kompensationsinformationen in einer Normierungsphase in Form von Normierungs-Störinformationen mit zugeordneter Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks, in der möglichst kein Erntegut und somit auch kein Fremdkörper bzw. Metallelement vom Förderwerk gefördert werden kann, gewährleistet, dass im Wesentlichen ausschließlich Störungen bzw. Störinformationen des Förderwerks bzw. der landwirtschaftlichen Maschine erfasst und in vorteilhafter Weise gemäß der Erfindung im Kompensationsspeicher bzw. Geschwindigkeitsspeicher bzw. Stellungsspeicher abgespeichert werden können. Diese "Hintergrund-" bzw. "reine" Störinformationen des Förderwerks bzw. der landwirtschaftlichen Maschine können dann gemäß der Erfindung im (Ernte-) Betrieb, d. h. beim Befördern von Erntegut, in vorteilhafter Weise zur Kompensation bzw. zum Vergleich bzw. Verrechnen verwendet bzw. herangezogen werden.
  • Die Normierungsphase, d. h. auch als sog. "Lernphase" bezeichenbar, kann manuell oder (halb-) automatisiert beispielsweise der Hersteller vor der Auslieferung an den Kunden im Werk und/oder der Benutzer der landwirtschaftlichen Maschine gemäß der Erfindung vor der Ernte, gegebenenfalls sogar vor jedem Ernten eines landwirtschaftlichen Feldes, durchführen.
  • Es ist denkbar, dass die Normierungsphase durch Betätigen eines Schalters oder dergleichen nahezu automatisch abläuft, d. h. beispielsweise dass die Störinformationen bei iner vorgegebenen bzw. bestimmten Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks erfasst und in vorteilhafter Weise gemäß der Erfindung abgespeichert werden. Dies kann beispielsweise für eine einzige Kompensations-Fördergeschwindigkeit und/oder -Drehzahl des Förderwerks erfolgen oder für mehrere Fördergeschwindigkeiten und/oder Drehzahlen. Beispielsweise werden Störinformationen bzw. Kompensationsinformationen für mehrere Fördergeschwindigkeiten und/oder Drehzahlen des Förderwerks aufgenommen, die z. B. gleichmäßig über den Drehzahlbereich bzw.
    Fördergeschwindigkeitsbereich des Förderwerks verteilt sind. Zum Beispiel erfolgt die Aufnahme von Störinformationen bzw. Kompensationsinformationen bei Drehzahlen des Förderwerks von 50, 100, 150, 200 und 250 Umdrehungen pro Minute (U/min), Z. B. fortlaufend bis zur maximalen Drehzahl des Förderwerks.
  • Bei Verwendung vorteilhafter Speicher mit entsprechend großer Speicherkapazität können durchaus auch kleinere (Drehzahl-) Schritte realisiert werden, wobei die jeweiligen Störinformationen mit den jeweiligen Fördergeschwindigkeiten und/oder Drehzahlen des Förderwerks erfasst und abgespeichert werden. In ersten Versuchen hat sich gezeigt, dass je kleiner die Schritte sind, umso qualitativ besser kann die Kompensation und somit umso höher kann die Betriebssicherheit des Fremdkörperdetektors gemäß der Erfindung werden.
  • Vorteilhafterweise sind innerhalb einer Arbeitsphase des Förderwerks die Normierungs-Störinformationen unverändert im Kompensationsspeicher abgespeichert. Hiermit wird erreicht, dass die Kompensationsinformationen mit zugeordneter Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks zumindest innerhalb einer Arbeitsphase, die wenigstens eine Erntephase der landwirtschaftlichen Maschine ist, unverändert bleibt.
  • Gegebenenfalls werden die Normierungs-Störinformationen nach einigen Arbeitseinsätzen und/oder Wochen bzw. Monaten verändert bzw. überschrieben. Es hat sich nämlich gezeigt, dass- beisplelsweise bei einem Feldhäcksler durch die großen Kräfte, die das Erntegut auf die Förderwalzen ausübt, das Förderwerk bzw. die Förderwalze allmählich beeinträchtigt bzw. verbeult wird, wodurch sich die Störinformation des Förderwerks etwas verändern. Dies ist auch bei einem Austausch von Komponenten bzw. (Ersatz-) Teilen von Vorteil.
  • Aufgrund dessen ist es vorteilhaft, bei z.B. entsprechend beeinträchtigtem/verbeultem Förderwerk durchaus von Zeit zu Zeit eine Art "Up-Date" bzw. "Reset" bzw.
    Aktualisierung/Erneuerung, d.h. ein "Neu-Lernen" der Kompensationsinformationen mit zugeordneter
    Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks sowie insbesondere mit zugeordneter Stellung des Förderwerks durchzuführen bzw. diese neu abzuspeichern. Das heißt, das Förderwerk bzw. die landwirtschaftliche Maschine neu zu normieren, insbesondere in einer Normierungsphase ohne Förderung von Erntegut.
  • Die Normierungs-Störinformationen stellen gemäß der Erfindung eine Art Abbild des "Störhintergrunds" bzw.
    "Hintergrundrauschens" dar, der/das im Wesentlichen unverändert, jedoch aufgrund von Beeinträchtigungen des Förderwerks bzw. der landwirtschaftlichen Maschinen durchaus in größeren Zeitabständen eine gewisse Veränderung aufweisen kann. Dem wird durch eine entsprechende Anpassung der Normierungs-Störinformationen aufgrund des Betriebs der landwirtschaftlichen Maschine in vorteilhaften Zeitabständen bzw. regelmäßigen Zeitabständen Rechnung getragen.
  • Vorteilhafterweise umfasst der Geschwindigkeitsspeicher wenigstens erste Normierungs-Störinformationen mit zugeordneter erster Fördergeschwindigkeit und/oder erster Drehzahl sowie zweite Normierungs-Störinformation mit zugeordneter zweiter Fördergeschwindigkeit und/oder zweiter Drehzahl des Förderwerks.
  • In einer bevorzugten Variante der Erfindung weist ein Gesamtbereich vom Stillstand bis zur maximalen Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks mehrere Geschwindigkeitsabschnitte auf, wobei innerhalb eines jeden Geschwindigkeitsabschnitts einheitliche Kompensationsinformationen und/oder Normierungs-Störinformationen mit zugeordneter Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl vorgesehen sind bzw. zur Kompensation der Betriebs- bzw. Ist-Informationen verwendet/verrechnet werden.
  • Vorzugsweise weisen die Geschwindigkeitsabschnitte unterschiedliche Kompensationsinformationen und/oder Normierungs-Störinformationen mit zugeordneter unterschiedlicher Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl auf.
  • Bevorzugt sind den ersten Normierungs-Störinformationen erste Stellungsinformationen und den zweiten Normierungs-Störinformierung zweite Stellungsinformationen zugeordnet. Grundsätzlich ist von Vorteil, beispielsweise bei einem rotierenden Förderwerk eine volle Umdrehung, d. h. 360°, in unterschiedliche Abschnitte bzw. Bereiche aufzuteilen. Beispielsweise können 10, 20, 25, 40 oder 50 Abschnitte vorgesehen werden, die einer jeweiligen Stellung des Förderwerks zugeordnet werden. Die Kompensationsinformation bzw. Normierungs-Störinformationen können in vorteilhafter Weise den entsprechenden Abschnitten bzw. Umfangsbereichen, d.h. Winkelstellungen des Förderwerks, zugeordnet und in vorteilhafter Weise gemäß der Erfindung abgespeichert werden.
  • Generell ist denkbar, aufgrund der bislang ausreichenden Empfindlichkeit der Fremdkörperdetektoren gemäß dem Stand der Technik bei konstanter bzw. nahezu konstanter Drehzahl bzw. Fördergeschwindigkeit des Förderwerks bei entsprechend konstanter bzw. leicht im Betrieb sich verändernden Drehzahl bzw. Fördergeschwindigkeit des Förderwerks eine herkömmliche Kompensation durchzuführen, Beispielsweise kann eine derartige "statische" Kompensation bei Änderungen der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks innerhalb eines Toleranzbereichs von ggf. 10 % in herkömmlicher Weise durchgeführt werden.
  • Vorzugsweise ist ein Beschleunigungssensor bzw. eine Vorrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung oder einer Beschleunigungsphase des Förderwerks vorgesehen. Hiermit wird erreicht, dass zwischen einer Beschleunigungsphase und einem weitgehend konstanten Betrieb des Förderwerks in vorteilhafter Weise unterschieden werden kann, um gegebenenfalls unterschiedliche Kompensationsverfahren/-techniken für die unterschiedlichen Phasen einzusetzen.
  • Grundsätzlich ist denkbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Verwendung der im Geschwindigkeitsspeicher abgespeicherten Kompensationsinformation mit zugeordneter Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks und/oder Stellung des Förderwerks sowohl in einer Beschleunigungsphase als auch in einer weitestgehend konstanten Förderphase des Förderwerks zum Kompensieren verwendet wird. Das heißt die erfindungsgemäß gespeicherten Kompensationsinformationen mit zugeordneter Geschwindigkeit/Drehzahl werden immer verwendet und somit wird in nahezu keinem Fall (außer ggf. im Notfall bei beeinträchtigtem Geschwindigkeitsspeicher) eine Kompensation gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik durchgeführt, selbst bei annähernd konstantem Betrieb des Förderwerks.
  • Vorzugsweise ist die Kompensationseinheit derart ausgebildet, dass wenigstens innerhalb der Beschleunigungsphase des Förderwerks die Störinformationen mit den Normierungs-Störinformationen wenigstens teilweise kompensiert werden. Gerade hier musste bislang gemäß dem Stand der Technik eine Einschränkung der Empfindlichkeit des Fremdkörperdetektors in Kauf genommen werden, was jedoch gemäß der Erfindung nicht mehr bzw. nur in sehr geringem Maß notwendig ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass gemäß der Erfindung nicht nur in einer konstanten bzw. nahezu konstanten Förderphase des Förderwerks, sondern auch in einer Beschleunigungsphase ein vergleichsweise niedriger Schwellwert, gegebenenfalls ein einheitlicher bzw. einziger Schwellwert verwendbar ist.
  • Dementsprechend hoch ist die Empfindlichkeit nicht nur bei statischer Betriebsweise, sondern auch bei einer beschleunigenden bzw. bremsenden Betriebsweise des Förderwerks. Dies ist vor allem beim Anfahren des Förderwerks bzw. Schneidwerk eines Feldhäckslers von entscheidender Bedeutung, der beispielsweise bereits nach einer dreiviertel Umdrehung auf maximaler Drehzahl von knapp 400 Umdrehungen in der Minute ist.
  • Bislang war die Detektion gerade beim Anfahren entsprechender Feldhäcksler mit vergleichsweise schlechter Fremdkörperdetektion verbunden. Dies wird gemäß der Erfindung im wesentlichen vermieden. Dies bedeutet, dass selbst in einem derartigen Anwendungsfall eine hohe Empfindlichkeit bzw. Betriebssicherheit des Fremdktörperdetektors gemäß der Erfindung verwirklicht wird.
  • Vorteilhafterweise weist die Kompensationseinheit wenigstens eine Verschiebeeinheit zum Verschieben der Stellung bzw. der Winkel-Positionen der Kompensationsinformationen um eine vorteilhafte (Winkel-)Positions- bzw. Stellungsdifferenz auf. Beispielsweise wird ein sich drehendes Förderwerk wie eine Förderwalze für ein Häckselwerk eines Feldhäckslers in mehrere Segmente bzw. Winkelabschnitte eingeteilt und entsprechende Kompensationsinformationen Segment weise bzw. abschnittsweise erfasst bzw. gespeichert und in vorteilhafter Weise verwendet bzw. kompensiert. Es hat sich gezeigt, dass mit zunehmender Fördergeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Förderwerks eine Verschiebung der Störinformationen auftritt. Mit Hilfe der vorgenannten Maßnahme wird nun erreicht, dass diese Verschiebung in und/oder entgegen der Förderrichtung des Förderwerkes bzw. auf der Mantelfläche des Förderwerks durch Verschieben der Kompensationsinformation bzw. der Normierungs-Störinformationen um eine vorteilhafte Stellungsdifferenz, d.h. beispielsweise um 7°, 10° etc., bei einem rotierendem Förderwerk, eine verbesserte Kompensation erreicht. Dies wird dadurch möglich, dass eine verbesserte Deckung der abgespeicherten und vorteilhaft verschobenen Kompensationsinformationen mit den Störinformationen im Betrieb, d. h. den Ist-Störinformationen, erreicht wird.
  • Vorzugsweise weist die Kompensationseinheit wenigstens eine Wertänderungseinheit zum Ändern der Wertgröße der Kompensationsinformation und/oder Normierungs-Störinformation auf. Es hat sich ebenfalls gezeigt, dass bei zunehmender Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks nicht nur eine entsprechende Verschiebung der Störinformation auftritt, sondern auch eine Änderung der Amplitude bzw. der Wertgröße der Störinformation im Betrieb bzw. der Ist-Störinformationen. Mit Hilfe der vorteilhaften Wertänderungseinheit wird nun erreicht, dass eine Anpassung des Wertes/der Größe/der Amplitude der Kompensationsinformationen an die sich ändernde Größe der Ist-Störinformation im Betrieb eine verbesserte Kompensation gewährleistet. So wird hiermit erreicht, dass eine verbesserte Kompensation durch eine größere Übereinstimmung der in vorteilhafter Weise angepassten, gespeicherten Kompensationsinformation bzw. Normierungs-Störinformation mit den Störinformationen im Betrieb bzw. Ist-Störinformation erreicht wird.
  • Generell können unterschiedlichste Inkrementalgeber bzw. Positionskodierer oder dergleichen zur Erfassung der Position bzw. Stellung des Förderwerks verwendet werden. Vorzugsweise werden Inkrementalgeber mit Hallelementen oder dergleichen verwendet, da diese gerade bei Anwendungen wie in der Landwirtschaft mit viel Staub etc. vergleichsweise störunempfindlich sind. Es können jedoch durchaus auch optische Positionskodierer wie Lichtschrankensysteme, zum Beispiel mit Leuchtdioden/Infrarotleuchtdioden oder dergleichen sowie mit Fotozellen vorgesehen werden.
  • Es hat sich in ersten Versuchen gezeigt, dass beispielsweise bei einem rotierenden Förderwerk bzw. einer Förderwalze für ein Schneidwerk eines Feldhäckslers etwa 25 Segmente/Abschnitte, d.h. 25 möglichst gleichmäßig verteilte Positionen ausreichend genau sind.
  • Grundsätzlich können sowohl digitale als auch analoge Inkrementalgeber bzw. Positionskodierer verwendet werden. Gegebenenfalls kann zur Weiterverarbeitung entsprechender Analogsignale ein A/D-Wandler oder dergleichen verwendet werden, so dass eine digitale Speicherung in vorteilhafter Weise vorgesehen werden kann. Hierbei kann wiederum beispielsweise ca. 25 unterschiedlichste Segmente/Abschnitte pro Umfang, d.h. pro 360°, verwendet werden.
  • Generell ist die Verwendung einer elektronischen Kontrolleinheit bzw. eines elektronischen Prozessors oder dergleichen zur Verarbeitung der gespeicherten und im Betrieb kontinuierlich anfallenden Informationen von Vorteil. Die elektronische Kontrolleinheit führt in vorteilhafter Weise die elektronische Kompensation durch, d. h. die entsprechenden Rechnungen/Vergleiche.
  • Grundsätzlich kann mit Hilfe der Erfindung die eingangs genante Herabsetzung der Empfindlichkeit, hier als Empfindlichkeitsreduzierung bezeichnet, bei beschleunigenden bzw. sich dynamisch ändernden Vorgängen gemäß dem Stand der Technik vermieden werden. Dazu wird ein erfindungsgemäßes Verfahren, hier auch als sogenannte "dynamische Kompensation" bezeichnet, eingesetzt. Dieses Verfahren erlaubt die Beibehaltung der vollen Empfindlichkeit eines Metalldetektors selbst bei dynamischen Drehzahländerungen des Förderwerks bzw. des Antriebes.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, bei Inbetriebsetzung des Antriebes der Einzugswalzen eines Feldhäckslers, in dem ein Metalldetektor integriert ist, während der Beschleunigungsphase oder bei schnellen Drehzahländerungen aufgrund unterschiedlicher Erntegutströme, die Empfindlichkeit dieses Metalldetektors ohne Einbuße der Auflösungsqualität bei tatsächlich bedeutsamen und signifikanten Störsignalen aufrecht zu erhalten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht insbesondere vor, dass mindestens eine Kompensationsinformation, d. h. insbesondere eine sogenannte Lernkurve", gespeichert wird und vorzugsweise die exakte Position des zyklischen Vorganges ermittelbar ist. Durch die Ermittlung einer Beschleunigung bzw. differentiellen Drehzahl dn/dt bzw. eines Geschwindigkeitssgradienten erfolgt bei schnellen Drehzahländerungen eine Kompensation mit Hilfe der Normierungs- bzw. Lernkurvenwerte. Diese Lernkurvenwerte werden entsprechend der gerade vorliegenden Drehzahl in der momentanen Phase und in der Amplitude angepasst. Ist diese Drehzahländerungsphase beendet, wird beispielsweise automatisch auf die normale Kompensation mit Hilfe der vorherigen Umdrehung der Einzugswalze umgeschaltet, wie dies gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik bereits durchgeführt wird.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann bei voller Metalldetektorempfindlichkeit der Einzug der Maschine in Betrieb gesetzt werden und die Drehzahl der Walzen während des Betriebes zügig geändert werden, ohne eine Stopp-Fehlauslösung zu erhalten. Dadurch ist auch ein Einsatz von preisgünstigeren und damit weniger hochwertigem antimagnetischem Stahl für die Elemente im Bereich des Metalldetektors möglich.
  • In drehzahlkonstanten Phasen des Betriebs wird z. B. das bekannte Kompensationsverfahren angewandt, bei dem eine positionsgenaue Subtraktion der Störspannungen der vorherigen Umdrehung von dem aktuellen Störspannungswert erfolgt. Dieses Verfahren wird im Weiteren als sogenannte "statische Kompensation" bezeichnet.
  • Der logische Rechenablauf bei der statischen Kompensation der Störwerte (vgl. Figur 1, 113) verläuft ähnlich der beschriebenen Methode in der US 4 854 113 .
  • Die Störwerte der vorangegangenen Umdrehung werden nur kurzzeitig, jedoch ohne eine zugeordnete/zugehörige Drehzahl gespeichert und von den aktuellen Störwerten (ohne Kenntnis bzw ohne Erfassung der Drehzahl) positionsgenau subtrahiert. Das Ergebnis dieser Subtraktion ist dann nahezu Null. Neu an der erfinungsgemäßen Methode ist hingegen auch, dass das Ergebnis der Subtraktion als vorzeichenfreier Betrag gebildet wird. Damit wird nur ein Schwellwert für die Stoppauslösung benötigt, dessen Wert keinen Offset beinhaltet.
  • Diese Methode ist unabhängig von der Drehzahl, funktioniert aber nur sicher bei relativ konstanten Drehzahlen mit Drehzahländerungen kleiner 15 % pro Umdrehung. Deshalb sollte zumindest bei Drehzahländerungen von über 10 % pro Umdrehung die sogenannte "dyriamische Kompensation" gemäß der Erfindung eingesetzt werden.
  • Bei der statischen Kompensation wird durch das umdrehungsversetzte Subtraktionsverfahren jede äußere Störung zweimal registriert. Einmal wird die Störung in Echtzeit direkt beim Auftreten und einmal als Echo in der folgenden Umdrehung im Kompensationsergebnis sichtbar.
  • Es ist gemäß der Erfindung von Vorteil zur sogenannten dynamischen Kompensation eine möglichst genaue Kenntnis der Walzenstellung/-position zu haben, d. h. die momentane Drehwinkellage. Diese Information wird in vorteilhafter Weise durch einen Ingrementalgeber bzw. Positionsgeber geliefert, der die Walze um den im Inneren darin eingeschlossenen Metalldetektor, abtastet. Um möglichst einen Absolutwert der Walzenposition zu erhalten, ist entweder zur Positionserkennung ein Absolutwertgeber oder ein Inkrementalgeber mit zugehörigem Walzensynchronisiersignal, zu verwenden. Die Stellung bzw. Position des Förderwerks bzw. der Walze ist möglichst auch nach einem Abschalten des Förderwerks und/oder der landwirtschaftlichen Maschine zu kennen bzw. gemäß der Erfindung mittels eines nicht-flüchtigen bzw. semipermanenten Speichers zu speichern.
    • Ausführungsbeispiel
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
  • Anhand eines ersten Ausführungsbeispieles vor allem für einen selbst fahrenden Feldhäcksler ähnlich der Patentschrift DE196 20 526 , in dem vorzugsweise in einer vorderen unteren Zuführwalze ein Metalldetektor eingebaut ist und in vorteilhafter Weise ein Positionsgeber mit z.B. 24 oder 48 Positionen pro Walzenumdrehung an eben dieser Walze die absoluten Positionswerte der Walze erfasst werden, soll nachfolgend die Wirkungsweise der sogenannten "dynamischen Kompensation" von Störwerten gemäß der Erfindung erläutert werden. Das heißt, insbesondere bei einer Beschleunigung der Walze, die vorzugsweise um mehr als 10 % variiert.
  • Vorteilhaft ist, wenn der Metalldetektor u.a. einen Mikroprozessor umfasst, der beispielsweise mittels eines A/D-Wandlers die (analogen) Informationen bzw. Spannungen der Detektorspulen digitalisiert. Ebenfalls ist gemäß der Erfindung in einer Elektronikeinheit ein nicht-flüchtiger Speicher vorhanden, der notwendige Informationen/parameter (semi-)permanent speichern kann.
  • Während des Betriebes des Metalldetektors läuft im Mikroprozessor des Metalldetektors das in Figur 1 aufgezeichnete Logikprinzip ab. Ein Positionsgeber 100 speist seine Informationen 101 in den Mikroprozessor 102 ein. Dieser Mikroprozessor 102 führt auch die witerführenden 103 logischen Entscheidungen und Aktionen 104 bis 115 durch
  • Als erstes wird vorzugsweise durch das Messen der Abstandszeit von einer Walzenposition zur nächsten Walzenposition 104 geprüft, ob die Walze stillsteht. Ist dies der Fall 106, so werden in vorteilhafter Weise aus dem integrierten Festwertspeicher 107 die Startwerte 109 geladen, die für einen folgenden Anlauf der Walze benötigt werden. Eine Aktivierung der dynamischen Kompensation 114 wird mittels des Signals 109 eingeleitet.
  • Ergibt eine vorteilhafte Prüfung 104, dass die Walze nicht still steht 105, so folgt insbesondere die Prüfung 108, ob die Walze beschleunigt wird. Die dabei ermittelte Beschleunigung dn/dt wird bei einem positiven Wert eine Drehzahlerhöhung und bei einem negativem Wert eine Drehzahlreduzierung anzeigen. Überschreitet hierbei die Beschleunigung dn/dt einen definierten positiven bzw. negativen Schwellwert, so wird die dynamische Kompensation 114 über das Signal 109 eingeleitet.
  • Wird dieser Schwellwert in 108 nicht überschritten 110, so folgt in vorteilhafter Weise als nächstes die Überprüfung 111, ob z. B. die dynamische Kompensation bereits aktiv ist. Die dynamische Kompensation läuft nach ihrer Aktivierung beispielsweise eine festgelegte Positionsanzahl lang weiter. Ist diese Positionsanzahl noch nicht erreicht, die dynamische Kompensation somit noch aktiv, so folgt der Sprung 109 sofort wieder zur dynamischen Kompensation 114.
  • Alternativ hierzu kann in einer besonderen Weiterbildung der Erfindung die sog "dynamische Kompensation" gemäß der Erfindung immer erfolgen. Das heißt, hierbei ist eine entsprechende Prüfung, ob "statisch" oder "dynamisch" bzw. ob noch "aktiv" oder nicht, in vorteilhafter Weise entbehrlich sein.
  • Ist hingegen die Drehzahl der Walze in gewissen Grenzen konstant und die dynamische Kompensation nicht aktiv, so wird mittels des Signals 112 wie beim Stand der Technik die statische Kompensation 113 der Störspannungen aktiviert. Das Signal 115 aktiviert eine erneute Auswertung des Positionsgebersignals in 101.
  • In Figur 2 ist schematisch der logische Ablauf eines möglichen Beispiels zur Ermittlung der Beschleunigung dn/dt dargestellt. Wenn der Positionsgeber 200 dem Prozessor im Metalldetektor einen neuen Positionswert 201 mitteilt, läuft vorzugsweise nachfolgender Vorgang ab.
  • Im ersten Schritt 202 wird die zuletzt ermittelte Zeitdifferenz PosTime zwischen zwei aufeinander folgenden Positionen als PosTimeOld gespeichert. Danach 203 wird die aktuelle Positionszeit aus einem Timer des Prozessors 204 als neue PosTime ausgelesen. Nun wird die Summe der beiden letzten Positionszeiten gebildet 206 und als Element PosTimeSum[0] in einem Stapelspeicher (FIFO-Prinzip) für z. B. 20 Elemente (PosTimeSum[0] ... PosTimeSum[19]), abgelegt. Infolge des Ablegens des neuen Elementes PosTimeSum[0] im Stapelspeicher werden alle Elemente dieses Speichers beispielsweise um eine Position weitergeschoben und das letzte Element PosTimeSum[19] fällt heraus. Durch diese Summenbildung der aktuellen und der vorherigen Positionszeit wird jeweils ein geradzahliger mit einem ungradzahligen Wert addiert. Dadurch wird die Fehlerstreuung des Positionszeitwertes wesentlich verringert.
  • Anschließend wird vorzugsweise der Quotient PosTimeQuot in 208 ermittelt, der die Bezugsgröße zur Beschleunigung der Drehzahl darstellt. Dafür wird insbesondere das letzte Element aus dem vorher aktualisierten Stapelspeicher 206 PosTimeSum[19] mit 32 multipliziert und durch den aktuellen Wert PosTimeSum[0] dividiert. Durch dieses Vorgehen vermeidet man in vorteilhafter Weise im Mikroprozessor Fließkommazahlen und spart damit wertvolle Rechenzeit. Die geometrische Drehwinkeldifferenz der Walze bei der Quotientenbildung zwischen den beiden verrechneten Positionszeiten (PosTimeSum[19] bis PosTimeSum[0]) beträgt bei 48 Positionen pro Walzenumfang etwa 0,4 Umdrehungen. Bei gleich bleibender Drehzahl ist die Beschleunigung Null und das Ergebnis PosTimeQuot 209 wird den Wert 32 haben.
  • Es folgt in vorteilhafter Weise die Auswertung 210 des ermittelten Quotienten 209. Dazu wird dieser vorzugsweise mit den Grenzwerten DynGradientPositiv und DynGradientNegativ, inklusive dem Offsetwert von 32, verglichen. Diese Grenzwerte legen fest, bei welchem Beschleunigungswert die dynamische Kompensation einsetzt. Wird einer dieser Grenzwerte in 210 überschritten, so wird mittels des Signals 215 die dynamische Kompensation 218 für eine bestimmte Positionsanzahl 216 aktiviert. In 216 wird dazu die Variable Still mit einem festgelegten Wert Stillvalue beschrieben, der die Anzahl der Positionen für die Dauer der dynamischen Kompensationsphase angibt. Über das Signal 213 wird nun die dynamische Kompensation 218 aktiviert. Läuft bereits eine dynamische Kompensationsphase, so wird die Variable Still wieder auf den Anfangswert Stillvalue hoch gesetzt und die Dauer der dynamischen Kompensation verlängert sich entsprechend.
  • Werden die Grenzwerte in 210 nicht überschritten 211, so wird als nächstes in 212 mittels der Variablen Still (Still > 0 ?) geprüft, ob die dynamische Kompensation bereits aktiv ist. Ist dies der Fall 213, so wird direkt zur dynamischen Kompensation 218 gesprungen. Ansonsten 214 wird die normale statische Kompensation 217 eingeleitet.
  • Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist unter anderem das drehzahlgenaue Speichern einer sogenannten "Lernkurve" bzw. der Normierungs informationen und das Festlegen von Drehzahl-Teilbereichen, in denen z. B. fest definierte Phasen- und Amplitudenwerte gelten.
  • Bei der dynamischen Kompensation wird, analog der statischen Kompensation, ein Korrekturwert vom aktuell gemessenen Spulensignal des Metalldetektors subtrahiert. Bei der statischen Kompensation ergibt sich dieser Korrekturwert aus den zwischengespeicherten Werten der vorherigen Umdrehung der Walze. Bei der dynamischen Kompensation dagegen, wird dieser Korrekturwert aus einer fest gespeicherten "Lernkurve" berechnet. Dabei ist, entsprechend der gerade aktuell anliegenden Drehzahl, diese "Lernkurve" in einer vorteilhaften Variante der Erfindung in Phase und/oder Amplitude anzupassen.
  • Grund für diese Phasenverschiebung und/oder der Amplitudenänderung über einen großen Drehzahlbereich hinweg, sind physikalische Effekte, wie zum Beispiel bei der Auf- und Entmagnetisierung von magnetisierbaren Störinseln, von Wirbelstromeff ekten sowie durch die Frequenzgänge des Detektorsystems aus Spulen und vorverstärker etc. Die Änderungen der Phase (Position) und/oder der Amplitude (Wertgröße) von Störinformationen/-signalen sind u. a. in Figur 5 für fünf unterschiedliche Drehzahlen erkennbar, z. B. das Wandern der Scheitelpunkte der unterschiedlichen Kurven sowohl in der Höhe (Amplitude) als auch in der Position/Lage (Phase).
  • Die in ihrem Drehzahlpunkt (richtig) gewählte Lage der Lernkurve entscheidet z. B. wesentlich über die Qualität der Störminderung beim dynamischen Kompensationsverfahren. Günstigerweise wird diese (eine) Lernkurve z. B. etwa in der Mitte des Arbeitsdrehzahlbereiches der Walze aufgenommen.
  • Die Aufnahme der Lernkurve erfolgt vorzugsweise bei einer genau definierten Kompensations-Drehzahl nk. Mittels eines speziellen Software-Tools wird dazu z. B. die Stoppauslösung des Metalldetektors für kurze Zeit deaktiviert, um sicher die geforderte Kompensationsdrehzahl der Walze einstellen zu können. Danach erfolgt z. B. per Softwarebefehl der Start zum resistenten Speichern der aufgenommenen Störwerte für genau eine Umdrehung. Im Anschluss daran wird z. B. die Stoppauslösung des Netalldetektors wieder aktiviert.
  • Ist diese beispielhafte Lernkurve aufgenommen, so sollte z. B. einmalig für eine Erzeugnis-Serie für jeden Drehzahlpunkt innerhalb des Arbeitsbereiches der günstigste Phasen- und Amplitudenwert ermittelt werden der bei einer dynamischen Kompensation den niedrigsten Ergebniswert (A_CompRes) liefert. Diese gewonnenen Werte sind ausschließlich spezifisch für den eingesetzten Metalldetektortyp. Sie gelten jedoch für alle individuellen Walzen einer Serie.
  • In Figur 3 ist ein praktisch aufgenommenes "Kompensationsspektrum" als Beispiel dargestellt. Darin verdeutlicht die Kurve 301 den maximalen Fehler bei der Kompensation mittels der entsprechenden Lernkurve mit einer Phasenverschiebung von Null und einem Wert von 100 % der Amplitude. Wird mit diesen Werten kompensiert, d. h. mit den Originalwerten der Lernkurve, die z. B. bei nk = 160 U/min 300 aufgenommen wurden, so ergeben sich bei einer Variation der Walzendrehzahl die in Kurve 301 ermittelten maximalen Fehler der Kompensation. Es zeigt sich, dass bereits bei geringer Drehzahlabweichung von nk (160min-1) das Kompensationsergebnis deutlich schlechter wird.
  • Wird nun nicht mit den Originalwerten der Lernkurve kompensiert, sondern zum Beispiel mit einer Positions- bzw. Phasenverschiebung von -1, so ergibt sich die Kurve 302 und das Kompensationsergebnis wird für diesen Drehzahlbereich wieder geringer. Dies wiederholt sich mit Positions- bzw. Phasenverschiebungen bis -5 mit entsprechend vorteilhafter Amplitudenanpassung bis an die Arbeitsbereichsgrenze der Walze von 350 min-1. Das Gleiche geschieht in der anderen Richtung zu niedrigeren Drehzahlen hin mit positiven Phasenverschiebungen von +1 ... +6 Positionen und entsprechender Amplitudenanpassung,
  • Bei Drehzahlen unterhalb von 25 U/min 303 wird z. B. keine Kompensation mehr durchgeführt, da in diesem Bereich die Störungen bereits sehr gering sind. So ergibt sich das in Figur 3 aufgezeigte Bild von Kurvenscharen. Verbindet man die Kurven jeweils an deren Schnittpunkten, dann ergibt sich die fett gezeichnete Zackenkurve bzw. sog. "HÜllkurve" als Kompensations-Fehlerspektrum.
  • Eine positive Phasenverschiebung von +1 bedeutet, dass an der aktuellen Position n mit dem Lernkurvenwert der Position n+1 kompensiert wird. Eine negative Phasenverschiebung von -1 bedeutet somit, dass zur Kompensation der Lernkurvenwert der Position n-1 verwendet wird, jeweils in vorteilhafter Weise mit einer ggf. unterschiedlichen Amplitudenanpassung. Beispielsweise wird an den Rändern der "Hüllkurve", d.h. sehr niedrige oder sehr hohe Drehzahlen, eine Kompensation bzgl. der Amplitude von lediglich 30 % des ursprünglichen Amplitudenwertes der "Lernkurve" verwendet.
  • Einmalig werden die genauen Drehzahlwerte an den Überkreuzungspunkten 304, 305 der aneinander liegenden Kurven bestimmt und diesen Drehzahlen eine exakte Positionsdifferenzzeit als Eckzeit zugewiesen. Zwischen jeweils zwei Eckzeiten 304, 305 gilt somit eine fest definierte Phasenverschiebung und ein fest definierter Amplitudenwert. In Figur 3 gilt zum Beispiel zwischen der Eckzeit 304 und 305 (n = 250 ... 292 min-1) eine Phasenverschiebung von -3 Positionen und ein Amplitudenwert von 0,87 bezogen auf die Lernkurvenwerte.
  • Bei negativen Drehzahlen, also beim Reversieren des Antriebes, lässt sich generell das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls in vorteilhafter Weise anwenden. Durch Verwendung einer Lernkurve mit positiver Drehzahl nk beim Reversieren ist das Kompensationsergebnis etwas schlechter als bei positiven Drehzahlen. Wird ein zweites Kompensationsspektrum mit einer Lernkurve bei negativer Drehzahl nkneg eingelernt und mit diesen Werten des Spektrums kompensiert, so werden gleich gute Ergebnisse wie bei positiver Drehzahl erreicht. Durch den eingeschränkten Drehzahlbereich beim Reversieren werden diese Ergebnisse noch verbessert.
  • In Figur 4 ist ein detaillierter logischer Signalflussplan für eine beispielhafte dynamische Kompensation dargestellt. Ausgehend von einer Aktivierung 213, 400 der dynamischen Kompensation 218, 401, entsprechend der Figur 2 und der Figur 4, wird ein Zyklus zur dynamischen Kompensation gestartet 402.
  • Die Lernkurve wird aus dem resistenten Speicher ausgelesen 403 und für die weitere Berechnung bereitgestellt 404. Als nächstes wird z. B. die Positionszeit PosTimeSum[0], die bereits in 206 (Figur 2) ermittelt wurde, bereitgestellt 405, 406. Anhand eines logischen Vergleiches zwischen den festgelegten Eckzeitbereichen (z. B. zwischen 304 und 305) und der Positionszeit PosTimeSum[0] 405 werden in 407 z. B. die entsprechenden Phasen- und Amplitudenparameter zugeordnet 408.
  • In 409 erfolgt die Berechnung des dynamischen Kompensationswertes. Dieser Kompensationswert ist z. B. die gleiche Variable A_NoiseOld, die auch bei der statischen Kompensation verwendet wird. Hierbei wird ihr jedoch nicht der eine Umdrehung zurück liegende Wert zugeordnet, sondern der z. B. um die Phasenposition verschobene und in der Amplitude angepasste Lernwert 404 verwendet 410. Der digitalisierungsbedingte Offset wird in dieser Formel 409 mit berücksichtigt.
  • Jetzt wird in vorteilhafter Weise die aktuelle Spulenspannung A_Coil des Metalldetektors gemessen 411 und digitalisiert 412. Anschließend folgt z. B. die eigentliche Kompensation 413 durch die betragsmßige Subtraktion des Kompensationswertes A-NoiseOld vom aktuellen Spulenwert A_Coil zum Kompensationsergebnis A_CompRes 414.
  • Dieses Kompensationsergebnis A_CompRes (414) wird z. B. in 415 mit der aktuellen Stoppschwelle verglichen. Überschreitet das Kompensationsergebnis diese Stoppschwelle 416, dann wird der Einzug der Maschine unverzüglich gestoppt 418. Ist dies nicht der Fall 417, so wird z B die Dauer der dynamischen Kompensation, als Anzahl der Positionen Still, um einen Zähler vermindert 419 und die Abfrage des Positionsgeber aktiviert (115 in Figur 1, 420).
  • In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Hierbei sind beispielhaft fünf vereinfachte und abzuspeichernde Kompensationskurven bei fünf unterschiedlichen Drehzahlen längs einer ganzen Umdrehung, d. h. 360°, einer Förderwalze eines Schneidwerks bei einem-Feldhäcksler dargestellt. Die durchgezogene Linie ist beispielsweise bei einer Drehzahl von n=20 U/min, die Strich-Punkt--Line mit größter Amplitude bei einer-Drehzahl n=160 U/min und die Strich-Zweipunkt-Linie bei einer Drehzahl von n=320 U/min erfasst und gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise abgespeichert.
  • Gemäß der Erfindung werden nun im Betrieb des Förderwerks beispielsweise diese gespeicherten Kompensationsinformationen bzw. Normierungs-Störinformationen bei entsprechenden Ist-Drehzahlen des Förderwerks bzw. der Förderwalze mit der jeweiligen zugehörigen Kurve kompensiert. Darüber hinaus wird nicht nur beispielsweise die Kompensationskurve bei einer Drehzahl von 20 U/min bei einer Ist-Drehzahl von 20 U/min herangezogen, sondern vielmehr wird diese Kompensationskurve bei n=20 U/min z. B. für den kleinsten Ist-Drehzahlbereich beispielsweise von 0 bis 30 U/min verwendet.
  • Bei einer Ist-Drehzahl ab n=31 U/min wird dann in vorteilhafter Weise die Kompensation mit der zweiten Kompensationskurve, d. h. die Kompensationskurve, die in der Normierungsphase bei n=40 U/min erfasst und abgespeichert wurde, herangezogen. Diese zweite Kompensationskurve wird für den Bereich beispielsweise von 31 bis 60 U/min verwendet. Bei höheren Drehzahlen ab n=61 U/min bis beispielsweise n=120 U/min wird dann die Kompensation mit der Normierungskurve bzw. Kompensationskurve verrechnet, die bei einer Normierungsdrehzahl von n=80 U/min erfasst und abgespeichert wurde.
  • Entsprechend wird die Kompensationskurve, die bei einer Normierungsdrehzahl von 160 U/min erfasst und abgespeichert wurde, für einen Ist-Drehzahl-Bereich von n=121 bis 240 U/min für die Kompensation gemäß der Erfindung herangezogen. Darüber hinaus wird die Kompensation mit der Kompensationskurve durchgeführt, die bei der Normierungsdrehzahl von n=320 U/min erfasst und abgespeichert wurde.
  • Es hat sich gezeigt, dass beispielsweise mit fünf entsprechend abgespeicherten Kompensationskurven wie in Figur 5 beispielhaft dargestellt und kurz erläutert wurde, eine ausgesprochen gute Kompensation über den gesamten Drehzahlbereich sowohl bei einem statischen, d. h. nahezu unveränderten Betrieb des Förderwerks, als auch bei einer positiven oder negativen Beschleunigung des Förderwerks bzw. der Förderwalze und auch bei entsprechendem Reversierbetrieb erreicht wird.
  • Gemäß der Erfindung kann somit eine hohe Empfindlichkeit bzw. Betriebssicherheit nicht nur bei statischem Betrieb, sondern auch bei dynamischem bzw. beschleunigendem Betrieb und auch beim Reversierbetrieb des Förderwerks realisiert werden, ohne dass eine Veränderung der Ansprechschwellwerte des Fremdkörperdetektors notwendig ist.
  • Figur 7 soll das Prinzip der dargelegten Kompensation gemäß der Erfindung nochmals kurz zusammengefasst schematisch darstellen.
  • In Figur 6 ist eine Grafik für ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, die im Prinzip etwa Figur 3 entspricht, d.h. in der die maximalen Korrekturfehler in sogenannten "Digiteinheiten" über der Drehzahl der Förderwalze abgebildet sind. Im Unterschied zur Figur 3 wird jedoch nicht nur eine einzige Kompensationskurve bei n=160 U/min für die Kompensation über den gesamten Drehzahlbereich verwendet, sondern beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 werden in vorteilhafter Weise zwei gespeicherte Kompensationskurven verwendet. Einerseits eine Kompensationskurve bei einer Normierungsdrehzahl von n=120 U/min und eine zweite Kompensationskurve bei einer Normierungsdrehzahl von n=250 U/min. Dementsprechend ist zu erkennen, dass der maximal mögliche Fehler der erfindungsgemäßen Kompensation bei den Drehzahlen 120 U/min und 250 U/min am geringsten ist. Dies entspricht den Tiefpunkten der beiden entsprechenden rechten und linken Kurven und weist auf die qualitativ besten Kompensationen hin.
  • Die zwischen diesen beiden Güte- bzw. Fehler-Kurven dargestellte dritte, punktierte Güte- bzw. Fehler-Kurve, mit einem Tiefpunkt bei etwa 170 U/min, stellt eine um (minus) zwei Positionen (von insgesamt 25 über dem Umfang verteilten Positionen) verschobene und eine Amplitudenänderung um einen Faktor 1,125 angepasste Kompensation dar.
  • Der Wechsel der Kompensation von der ersten, durchgezogenen Kurve erfolgt bei einer Drehzahl von etwa 155 U/min und der Wechsel von der zweiten auf die dritte, gestrichelte Kurve gemäß Figur 6 erfolgt bei etwa einer Drehzahl von ca.
    200 U/min. Auch hier wird deutlich, dass ein maximaler Kompensationsfehler von etwa 60 Digiteinheiten über den größten Teil des Drehzahlbereichs der Förderwalze realisierbar ist. Dies entspricht etwa einer Verbesserung um den Faktor sechs gegenüber dem Stand der Technik bei beschleunigtem Betrieb.
  • Bei einer Kompensation über den gesamten Drehzahlbereich der Förderwalze mit beispielsweise fünf Kompensationskurven gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 kann noch eine deutlich bessere Kompensation erreicht werden. So wären bei einer derartigen Kompensation mit fünf abgespeicherten bzw. hinterlegten Kompensationskurven für die Drehzahlen 20, 40, 80, 160 sowie 320 U/min die Schnittpunkte der maximaler Kompensationsfehler noch deutlich geringer/kleiner als dies mit den zwei bzw. drei in Figur 6 verwendeten Kompensationskurven dargelegt ist.
  • Es ist auch denkbar, mehrere, gleichmäßig über den gesamten Drehzahlbereich des Förderwerks bzw. des Schneidwerks verteilte, abgespeicherte bzw. hinterlegte Kompensationskurven zu verwenden, z. B. für die Drehzahlen 50, 100, 150, 200, 250 300 sowie 350 U/min. Auch ist bei entsprechend großen (elektronischen) Speichern und ggf. schnellen Prozessoren oder dergleichen denkbar, eine Vielzahl von erfingdungsgemäß abgespeicherten bzw. hinterlegten Kompensationskurven jeweils zugehöriger Fördergeschwindigkeit bzw. Drehzahl verwenden. Beispielsweise könnten in Drehzahlschritten nicht nur wie zuvor dargelegt von 50 U/min, sondern sogar z. B. von 5 oder 10 U/min die jeweiligen Kompensationskurven gemäß-der Erfindung abgespeichert und entsprechend verwendet werden.
  • In vorteilhafter Weise reduziert sich der maximal mögliche Kompensationsfehler (d. h. die Schnittpunkte bei einer Darstellung entsprechend den Figuren 3 oder 6) je größer die Anzahl an abgespeicherten bzw. hinterlegten Kompensationskurven mit zugehöriger Drehzahl ist.
  • Grundsätzlich ist auch denkbar, dass das Aufnehmen bzw. Erfassen und Abspeichern der vorteilhaften Kompensationskurven mit zugehöriger Drehzahl, d. h. die Normierung bzw. das "Lernen", zum einen vom Hersteller z. B. im Werk oder einer Werkstatt ggf. (halb-) manuell oder aber auch zum anderen durch den Nutzer weitestgehend automatisiert durchgeführt werden kann. Bei Letzterem ist denkbar, dass durch ein Auslösen durch den Nutzer, z.B. ein Betätigen einer Startfunktion, das Förderwerk im Leerlauf (ohne Erntegut in der Maschine) die jeweiligen vorgegebenen Drehzahlen schrittweise "anfährt", d. h. kurz z. B. auf 120 U/min hochfährt und kurzzeitig während der Normierung bzw.
    Speicherung konstant dreht, und hierbei die entsprechende Kompensationsinformationen/-kurve aufnimmt und gemäß der Erfindung mit der zugehörigen Drehzahl abspeichert.
    Anschließend fährt das Förderwerk automatisch auf eine weitere Drehzahl, z. B. 250 U/min (vgl. Bsp. aus Figur 6), und speichert wiederum die entsprechende Kompensationsinformationen/-kurve für diese Drehzahl gemäß der Erfindung ab. Hierbei werden ggf. für die Kompensation benötigte/verwendete bereits früher abgespeicherte Informationen bzw. Werte in vorteilhafter Weise überspielt bzw. überschrieben.
  • Nach Beendigung dieser Normierungsphasebzw. "Lernphase" ist der Feldhäcksler aktualisiert. Mögliche Veränderungen bei den Störinformationen können mit einem derartigen vorteilhaften Vorgehen von Zeit zu Zeit immer wieder ausgeglichen werden, wie z. B. Beeinträchtigungen bzw. Abnützungen wie "Verbeulungen" etc. der Förderwalze bei einem Feldhäcksler. Möglicherweise kann eine derartige Aktualisierung der abgespeicherten bzw. hinterlegten Kompensationsinformationen/- kurven mit jeweils zugehöriger Fördergeschwindigkeit bzw. Drehzahl vor jedem Arbeitseinsatz, d. h. auf jedem Feld vor dem Ernten, oder vor jeder neuen Erntesaison durchgeführt werden.

Claims (13)

  1. Landwirtschaftliche Maschine, insbesondere Feldhäcksler oder dergleichen, mit einem Förderwerk zum Befördern von Erntegut und mit einem Fremdkörperdetektor, insbesondere Metalldetektor, zum Erfassen von Fremdkörperinformationen eines Fremdkörpers, insbesondere Metallelementes, im Erntegut und von überlagerten Störinformationen, wobei der Fremdkörperdetektor wenigstens eine Kompensationseinheit zum wenigstens teilweisen Kompensieren der Störinformationen mit Hilfe von Kompensationsinformationen umfasst, wobei wenigstens ein Kompensationsspeicher zum Speichern der Kompensationsinformationen vorgesehen ist, wobei ein Geschwindigkeitssensor zum Erfassen der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsspeicher ein Geschwindigkeitsspeicher zum Speichern der Kompensationsinformationen mit einer zugeordneten Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks ist.
  2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stellungssensor zum Erfassen der Stellung des Förderwerks vorgesehen ist und dass der Kompensationsspeicher ein Stellungsspeicher zum Speichern der Kompensationsinformationen mit der zugeordneten Stellung des Förderwerks ist.
  3. Maschine nach .einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsinformationen in einer Normierungsphase erfasste Normierungs-Störinformationen mit einer zugeordneten Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks sind.
  4. Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Arbeitsphase des Förderwerks die Normierungs-Störinformationen unverändert abgespeichert im Kompensationsspeicher sind.
  5. Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsphase wenigstens eine Erntephase der landwirtschaftlichen Maschine ist.
  6. Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitsspeicher wenigstens erste Normierungs-Störinformationen mit zugeordneter erster Fördergeschwindigkeit und/oder erster Drehzahl sowie zweite Normierungs-Störinformationen mit zugeordneter zweiter Fördergeschwindigkeit und/oder zweiter Drehzahl des Förderwerks umfasst.
  7. Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtbereich vom Stillstand bis zur maximalen Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks mehrere Geschwindigkeitsabschnitte aufweist, wobei innerhalb eines jeden Geschwindigkeitsabschnitts einheitliche Kompensationsinformationen und/oder Normierungs-Störinformationen mit zugeordneter Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl vorgesehen sind.
  8. Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsabschnitte unterschiedliche Kompensationsinformationen und/oder Normierungs-Störinformationen mit zugeordneter unterschiedlicher Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl aufweisen.
  9. Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vorrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung oder Beschleunigungsphase des Förderwerks vorgesehen ist.
  10. Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit derart ausgebildet ist, dass wenigstens innerhalb der Beschleunigungsphase des Förderwerks die Störinformationen mit den Normierungs-Störinformationen wenigstens teilweise kompensiert sind.
  11. Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit wenigstens eine Verschiebeeinheit zum Verschieben der Stellung der Kompensationsinformationen um eine Stellungsdifferenz aufweist.
  12. Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit wenigstens eine Wertänderungseinheit zum Ändern der Wertgröße der
    Kompensationsinformationen und/oder Normierung-Störinformationen aufweist.
  13. Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine, insbesondere Feldhäcksler oder dergleichen, mit einem Förderwerk zum Befördern von Erntegut und mit einem Fremdkörperdetektor, insbesondere Metalldetektor, zum Erfassen von Fremdkörperinformationen eines Fremdkörpers und von überlagerten Störinformationen, insbesondere Metallelementes, im Erntegut, wobei der Fremdkörperdetektor wenigstens eine Kompensationseinheit zum wenigstens tellweisen Kompensieren der Störinformationen mit Hilfe von Kompensationsinformationen umfasst, wobei wenigstens ein Kompensationsspeicher zum
    Speichern der Kompensationsinformationen vorgesehen ist, wobei ein Geschwindigkeitssensor zum Erfassen der Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsinformationen mit einer zugeordneten Fördergeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Förderwerks im Kompensationsspeicher abgespeichert werden.
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